Содержание к диссертации
Введение
1. Биологические особенности и технология возделывания озимой пшеницы (обзор литературы) 7
2. Условия и методика проведения исследований
2.1. Почвы зоны и опытного участка 31
2.2. Климатическая характеристика зоны 33
2.3. Метеорологические условия проведения исследований 34
2.4. Методика исследований 37
3. Агрофизические свойства почвы под озимой пшеницей в зависимости от технологии возделывания и удобрений 42
3.1. Обеспеченность растений влагой 42
3.2. Плотность почвы 47
3.3. Обеспеченность растений элементами питания 50
3.4. Наличие дождевых червей и остаточного количества пестицидов в почве 58
4. Рост и развитие растений озимой пшеницы в зависимости от технологии возделывания и удобрений 63
4.1. Полевая всхожесть и выживаемость растений 63
4.2. Использование климатических ресурсов растениями 69
4.3. Густота стояния и сохранность растений 79
4.4. Рост и развитие растений 83
4.5. Фотосинтетический потенциал посевов 92
4.6. Засоренность посевов 102
5. Влияние технологии возделывания и удобрений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы .108
5.1. Урожайность 108
5.2. Качество зерна 114
6. Экономическая эффективность возделывания озимой пшеницы в зависимости от технологии и минеральных удобрений 119
Заключение 125
Предложения производсву 128
Список литературы
- Почвы зоны и опытного участка
- Обеспеченность растений элементами питания
- Использование климатических ресурсов растениями
- Экономическая эффективность возделывания озимой пшеницы в зависимости от технологии и минеральных удобрений
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время при возделывании полевых культур, в том числе озимой пшеницы, первостепенное значение имеет ресурсосбережение. Поэтому в современном аграрном производстве одной из важнейших задач является внедрение ресурсосберегающих технологий, в частности технологии возделывания без обработки почвы.
В связи с этим большой научный и практический интерес представляет возможность и эффективность возделывание озимой пшеницы по технологии без обработки почвы, которую в мире принято называть технологией No-till, или технологией прямого посева.
Цель исследований – установить закономерности роста, развития, урожайности и качества зерна озимой пшеницы при возделывании по традиционной технологии и технологии без обработки почвы, а также рекомендованной и расчётной доз внесения минеральных удобрений на черноземе обыкновенном Центрального Предкавказья.
Задачи исследований:
– изучить агрофизические свойства почвы в зависимости от технологии возделывания озимой пшеницы и удобрений на черноземе обыкновенном зоны неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья; – установить влияние рекомендованных и расчётных доз внесения минеральных удобрений на рост, развитие, урожайность и качество зерна озимой пшеницы при ее возделывании по традиционной технологии и технологии без обработки почвы; – определить экономическую эффективность традиционной технологии и технологии возделывания озимой пшеницы без обработки почвы в зависимости от доз внесения минеральных удобрений. Научная новизна заключается в том, что в зоне неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья изучено влияние традиционной технологии и технологии возделывания без обработки почвы с внесением рекомендованных и расчётных доз минеральных удобрений на рост, развитие, урожайность, качество зерна озимой пшеницы и агрофизические свойства чернозема обыкновенного.
Практическая значимость. В результате полевых, лабораторных исследований и экономических расчётов производству рекомендована наиболее эффективная технология возделывания озимой пшеницы и доза внесения минеральных удобрений на черноземе обыкновенном зоны неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья.
Результаты исследований внедрены в ООО «Урожайное» Ипатовско-го района Ставропольского края на площади 400 га с годовым экономическим эффектом 4,7 млн руб.
Основные положения, выносимые на защиту:
– технология возделывания озимой пшеницы без обработки почвы обеспечивает большее накопление продуктивной влаги в почве и не вызывает переуплотнение чернозема обыкновенного зоны неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья; – при посеве озимой пшеницы без обработки почвы с внесением минеральных удобрений её растения формируют большую вегетативную массу и листовой аппарат, что обеспечивает получение достоверно более высокого урожая зерна, чем по традиционной технологии; – на черноземе обыкновенном экономически более выгодным является посев озимой пшеницы по необработанной почве с внесением рекомендованной научными учреждениями дозы минеральных удобрений. Апробация работы. Материалы диссертации доложены на международных научно-практических конференциях (Ставрополь, 2014, 2015), всероссийских научно-практических конференциях (Нальчик, 2013; Курск, 2014, 2015), школе молодых ученых (Волгоград, 2015). По материалам исследований опубликовано 15 научных работ, в том числе 4 в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объём работы. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста и состоит из введения, шести глав, заключений, предложений производству и приложений. Иллюстрационный материал включает 39 таблиц, 8 рисунков и графиков и 44 приложения. Список литературы содержит 210 наименований, в том числе 10 иностранных.
Полевые исследования проводили в 2012–2015 гг. на опытном поле Ставропольского НИИСХ, расположенном в зоне неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья. Средняя многолетняя сумма осадков здесь составляет 550–560 мм, за вегетационный период выпадает 400– 450 мм. Гидротермический коэффициент 0,9–1,1. Сумма эффективных температур 3000–3200 С.
По количеству выпавших осадков более благоприятным был 2013– 2014 сельскохозяйственный год, когда выпало 675 мм, самым засушливым был 2014–2015 год – 497 мм, а 2012–2013 год по этому показателю занимал среднее положение – 506 мм.
Почва опытного участка чернозем обыкновенный среднемощный сла-богумусированный тяжелосуглинистый, характеризуется низким содержанием гумуса – 3,87 %, очень низким содержанием нитратного азота – 11,9 мг/кг почвы, средним содержанием подвижного фосфора – 18,7 мг/ кг (по Мачигину) и средней обеспеченностью обменным калием – 245 мг/ кг. Реакция почвенного раствора нейтральная, рН = 6,32.
Озимую пшеницу возделывали в севообороте: соя – озимая пшеница – подсолнечник – кукуруза. Севооборот развёрнут в пространстве все-
ми полями. Делянки в опыте размещены в 2 яруса – в первом ярусе все культуры возделываются по традиционной технологии, во втором – по технологии без обработки почвы. Повторность опыта трёхкратная, варианты в опыте размещены методом рендоминизации, площадь делянки 300 м2 (ширина 6 м, длина 50 м), учётная – 90 м2.
При возделывании по традиционной технологии после уборки сои проводили лущение в два следа, предпосевную культивацию с боронованием и посев сеялкой СЗ-3,6. По технологии без обработки почвы посев проводили прямо по стерне сои сеялкой прямого посева Gimetal. Норма высева озимой пшеницы сорта Виктория одесская по обеим технологиям составила 4,5 млн/га всхожих семян, глубина заделки семян 4–6 см.
По обеим технологиям в контрольном варианте удобрения не вносили. Рекомендованную научными учреждениями дозу удобрений (N90P60K60) вносили частями: в разброс перед севом (250 кг/га нитроаммофоски), сеялкой при посеве (125 кг/га нитроаммофоски) и в весеннюю подкормку (88 кг/га аммиачной селитры). Расчётную дозу удобрений (N160P90K60 – из расчета получения зерна 6 т/га) также вносили частями: перед посевом вразброс (250 кг/га нитроаммофоски в смеси с аммофосом 58 кг/га), сеялкой при посеве (125 кг/га нитроаммофоски), в весеннюю подкормку (176 кг/га аммиачной селитры) и в фазе колошения (65 кг/га мочевины) опрыскивателем. По традиционной технологии удобрения разбрасывали под предпосевную культивацию, а по технологии без обработки почвы по растительным остаткам сои перед посевом озимой пшеницы.
Обработку гербицидом сплошного действия из группы глифосатов перед посевом озимой пшеницы по технологии без обработки почвы не проводили, так как после уборки сои поле находилось в чистом от сорняков состоянии. В фазе весеннего кущения по обеим технологиям проводили обработки посевов против сорняков гербицидом Ланцелот 30 г/га и в фазе колошения против болезней фунгицидом Аканто Плюс 0,5 л/га, расход рабочей жидкости 200 л/га.
Фенологические наблюдения, подсчет густоты стояния растений и другие сопутствующие наблюдения проведены в соответствии с методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1971). Площадь листовой поверхности посевов определяли методом высечек. Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) рассчитана на 1 м2 листовой поверхности озимой пшеницы по методике А. А. Нечипорович, Л. Е. Строгановой и С. Н. Чмора (1961).
По всем вариантам опыта перед посевом, уходом в зиму, во время весеннего возобновления вегетации (ВВВ), в фазе колошения и полной спелости озимой пшеницы определены содержание продуктивной влаги в почве – термостатно-весовым методом, плотность почвы – методом цилиндра. Одновременно отбирали образцы для определения содержания элементов питания в почве. Нитратный азот определён по Грандваль – Ляжу (Турчин Ф. В., 1965), подвижный фосфор и обменный калий – по Мачигину в 1 % углеаммонийной вытяжке по ГОСТ 26205–91.
Учет урожая озимой пшеницы проведен методом механизированной уборки комбайном Сампо-130 путём прокоса посередине делянки с последующим пересчетом на стандартную влажность и чистоту по методике ГСИ. Стекловидность зерна определяли по ГОСТ 10987–76, влажность зерна – по ГОСТ 13586.5–93, содержание белка в зерне на сухое вещество определено по ГОСТ 10846–91, содержание сырой клейковины и ее качество – по ГОСТ 54478–2011.
В Испытательном центре Филиала ФГБУ «Россельхозцентр» по Краснодарскому краю (аттестат аккредитации: РОСС RU.0001.21ПТ31 от 27.08.2014) проведён анализ на содержание остаточного количества гли-фосатов в зерне озимой пшеницы и почве, отобранных по обеим технологиям возделывания. Глифосатную кислоту определяли методом тонкослойной газо-жидкостной хроматографии, согласно методическим указаниям № 4363-87 (1987).
Экономическая оценка технологий возделывания и доз внесения минеральных удобрений проведена по ценам 2014–2015 гг. согласно методическому пособию по агроэкологической и экономической оценке технологий возделывания сельскохозяйственных культур (Боев В. Р. , 1999), статистическая обработка полученных данных – методом дисперсионного и корреляционного анализа по Б. А. Доспехову (1985) и В. П. Томилову (1987).
Почвы зоны и опытного участка
Озимая мягкая пшеница (Trticum aestivum L.) относится к семейству мятли-ковые (Poaceae) и входит в состав хлебов первой группы. Зерно мягкой пшеницы богато белками, полисахаридами, минеральными солями, в том числе микроэлементами, витаминами и другими ценными веществами (Бобрышев Ф.И., 2003). Оно широко используется для питания человека. Из него вырабатывают муку, пекут хлеб и хлебобулочные изделия. Для получения хорошей продукции зерно должно быть высокого качества (Бутенко В.Ю., 2008).
Пшеница – основная хлебная культура большинства стран мира. Ареал распространения пшениц огромен и охватывает 5 континентов Земного шара. Широко возделывается от северных полярных районов до южных пределов. Площади посева, занимаемые ежегодно озимой пшеницей на земном шаре, составляют около 230 млн. га, валовые сборы зерна – свыше 565 млн. тонн (Минаков И.А., 2004).
Помимо США, Китая, Индии, Японии и других стран озимые формы пшеницы преобладают и в большинстве европейских стран (Понайотов И., 1992). Наиболее высокие урожаи и, следовательно, реализация потенциала продуктивности пшеницы наблюдаются в промышленно развитых странах Европы: Ирландия – 8,45 т/га, Нидерланды – 7,81, Великобритания – 7,72, Бельгия – 6,86, Франция – 6,45, Германия – 6,26 т/га (Жалиева Л.Д., 2001).
В России озимую пшеницу, как более зимостойкую по сравнению с яровой, высевают в теплых южных и центральных районах страны. Это Северный Кавказ, области Центрального Черноземья, юг Поволжья. На долю озимой пшеницы приходится 40-45 % всей посевной площади под пшеницей. За последние 40 лет озимую пшеницу возделывали на площади 8-10 млн. га, лишь в отдельные годы она занимала около 11 млн. га (Бобрышев Ф.И., 2003).
Ставропольский край является крупнейшей сельскохозяйственной базой России в Северо-Кавказском регионе по возделыванию озимой пшеницы, являющейся наиболее важной продовольственной зерновой культурой на Ставрополье (Бобрышев Ф.И., Войсковой А.И., Кривенко А.А., 2004). Ежегодно в Ставрополь 8 ском крае засевается 1,7-1,8 млн. га озимой пшеницы. По наблюдениям В.В. Ку-линцева, Е.И. Годуновой, Л.И. Желнаковой с коллегами (2013) в общекраевой структуре зерновых посевов озимая пшеница занимает 80 %, по подзонам ее удельный вес варьирует от 81,9-95,4 % в засушливых, до 60,9-61,5 % – в зонах достаточного увлажнения.
Корневая система у озимой пшеницы мочковатая. Стебель – соломина, состоит из 5-7 междоузлий, отграниченных стеблевыми узлами (Губанов Я.В., Иванов Н.Н., 1988). Лист состоит из листового влагалища и листовой пластинки. Соцветие – колос, он состоит из членистого колосового стержня и колосков. Цветок имеет две цветковые чешуи – нижнюю, или наружную и верхнюю, или внутреннюю. Плод – голая зерновка (Вавилов П.П., 1983).
В физиологии роста и развития растения озимой пшеницы различают циклы развития, фенологические фазы и этапы органогенеза (Куперман Ф.М., Чирков Ю.И., 1970). Весь период вегетации озимой пшеницы делят на три цикла. Первый цикл проходит от посева до осеннего глубокого похолодания, второй цикл – приостановка роста и наступление периода естественного, а затем вынужденного покоя и третий цикл – период интенсивного роста (Куперман Ф.И., 1958). Фенологические фазы отражают внешние морфологические изменения в строении органов растений (Якушкина Н.И., 1980). А.И. Носатовский (1950) различает следующие фазы: прорастания семян, всходы, кущение, выход в трубку, стеблевание, колошение, цветение, созревание (молочная, восковая, полная спелость). Этапы органогенеза, которых у озимой пшеницы 12, связаны с дифференциацией конуса нарастания и формированием органов растения (Куперман Ф.И., Дворянкин Ф.А., Ржанова Е.И., Ростовцева, З.П., 1955).
Озимая пшеница относится к растениям длинного дня, она требовательна к свету, так как под действием солнечного света происходят процессы фотосинтеза, благодаря которым в растительном организме накапливаются белки, жиры, углеводы (Носатовский А.И., 1965). Растения озимой пшеницы очень требовательны к влаге, однако по наблюдениям Ф.М. Пруцкова (1970) потребление влаги в течение вегетации идет неравномерно и зависит от возраста, интенсивности роста и развития, густоты растений, температуры, развития корневой системы и наличия влаги в почве. У озимой пшеницы развитие корневой системы определяется в основном, наличием влаги в районе залегания узла кущения. При оптимальном увлажнении из узлов кущения развивается обильно разветвленная масса мочковатых корней. По наблюдениям А.И. Грабовец и М.А. Фоменко (2007) в осенний период корешки озимой мягкой пшеницы проникают в почву на глубину до 180 см.
В разные периоды вегетации озимая пшеница предъявляет неодинаковые требования к температурному режиму. Культура эта холодостойкая. Зерно озимой пшеницы прорастает при 1-2 0С, а ассимиляционные процессы начинаются при 3-4 0С. Но для нормального прорастания и появления всходов оптимальной температурой является 12-15 0С (Проценко Д.В., 1969). Хорошо растет озимая пшеница и формирует высокую урожайность на плодородных почвах, из которых лучшими являются черноземные и каштановые почвы (Губанов Я.В., Иванов Н.Н., 1983).
На формирование 1 ц зерна растения озимой пшеницы поглощают из почвы 3-4 кг азота, 1-2 кг фосфора и 2-3 кг калия (Агеев В.В., 2004). Продолжительность вегетационного периода (включая зиму) составляет – 245-260 дней (Тупицин Н.В., 1997).
Озимую пшеницу возделывают в южных, умеренных и субтропических широтах (Жуковский П.М., 1951). По сообщению Л.Д. Жалиевой (2001) в районах умеренного климата она может культивироваться там, где зимой бывает устойчивый снежный покров и температура воздуха ниже –15 0С под снегом или без него держится непродолжительное время.
Ставропольский край по природным условиям является одним из немногих регионов страны, где возможно стабильное получение высококачественного зерна озимой пшеницы (Дуденко Н.В., 2006). Несмотря на то, что Ставрополье относится к зоне рискованного земледелия по мнению Г.Р. Дорожко (2004) в наиболее благоприятных зонах края (достаточного и неустойчивого увлажнения) можно стабильно получать по 40-50 ц/га зерна и более, а в засушливых зонах – 25-35 ц/га (Зосименко М.В., Балацкий М.Ю., 2008).
Обеспеченность растений элементами питания
Полевые исследования проводились на опытном поле Ставропольского НИИСХ, расположенном в зоне неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья. В этой зоне преобладают черноземные почвы, которые сформировались в условиях неустойчивого и засушливого климата (Петров Л.Н., Куприченков М.Т., 1976).
Основными подтипами черноземов в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края являются черноземы обыкновенные (20 %) и южные (13,4 %). На долю выщелоченных и типичных черноземов, среди которых преобладают первые, приходится чуть более 50 тыс. га, или 0,84 % (Цховребов В.С., Купричен-ков М.Т., 2005). Все черноземы имеют общее генетическое строение профиля, независимо от географического распространения. Для них характерен серый и темно-серый цвет, богатство гумусом, большая мощность и слабая дифференциро-ванность профиля (Куприченков М.Т., 2005-1).
Черноземы обладают оптимальной плотностью (1,15-1,25 г/см3), хорошей и удовлетворительной пористостью (50-60 %). В структуре преобладают агрономически ценные агрегаты размером от 0,25 до 10 мм. Благодаря этому коэффициент структурности больше 1. Иногда он составляет 3,5 и более единиц. По гранулометрическому составу черноземы чаще всего тяжелые суглинки. (Вальков В.Ф., 2002). Почвы имеют среднюю обеспеченность подвижным фосфором, среднюю и высокую обменным калием, ёмкость поглощения находится в пределах 20-35 мг-экв/100 г почвы. Среди поглощенных оснований преобладает кальций, а обменного натрия всегда меньше 5 % от суммы. Максимальная гигроскопичность колеблется в пределах 5-7 %, что обуславливает невысокое количество недоступной влаги (влажность завядания в пределах 7-9 %) (Куприченков М.Т., 2005-2). Водопроницаемость почв в пределах 50-100 мм/час, но может снижаться в пахотном горизонте и особенно старопахотных почв до 30 мм/час и менее (Куприченков М.Т., 2002).
По описанию почвенного разреза, проведённом доктором с.-х. наук Е.И. Го 32 дуновой в 2013 году, почва опытного участка чернозем обыкновенный мощный тяжелосуглинистый, сформировавшийся на лессовидных карбонатных суглинках. Профиль почвенного разреза состоит из 6 горизонтов, все горизонты имеют постепенный переход (таблица 1).
Апах 0-2525 увлажнен, темно-серый, тяжелосуглинистый, пы-левато-зернисто-комковатый, уплотнен, обилие корней, растительные остатки, переход постепенный. Ап/Апах 25-41 16 увлажнен, темно-серый, среднесуглинистый, пы-левато-ореховато-зернистый, тонкопористый, уплотнен, обилие корней, растительные остатки, переход постепенный. В1 41-53 12 увлажнен, темно-серый с буроватым оттенком, среднесуглинистый пылевато-зернисто-орехо-ватый, уплотнен, бурно вскипает от 10 % HCL с 47 см, кротовины, корневины, капролиты, корни, переход постепенный. В2 53-78 12 увлажнен, темно-бурый, среднесуглинистый, пы-левато-комковато-зернистый, тонкопористый, уплотнен, корневины, кротовины, червороины, капролиты, псевдомицелий с 69 см, корни, переход постепенный. ВС 78-126 48 увлажнен, бурый, среднесуглинистый, пылевато-зернисто-комковатый, тонкопористый, уплотнен, корневины, кротовины с 89 см белоглазка, корни, переход постепенный. С 126-175 дно разреза увлажнен, буровато-желтый, среднесуглинистый, пылевато-комковато-ореховый, уплотнен, кротовины. Пахотный горизонт (Апах) темно-серый, пылевато-зернисто-комко-ватый, характеризуется низким содержанием гумуса – 3,87 %, очень низким содержанием нитратного азота – 11,9 мг/кг почвы, средним содержанием подвижного фос 33 фора – 18,7 мг/кг (по Мачигину) и средней обеспеченностью обменным калием 245 мг/кг. Реакция почвенного раствора нейтральная, рН = 6,32 (таблица 2). Таблица 2 – Агрохимическая характеристика почвенного разреза опытного участка. Горизонт Мощность горизонта, см Гумус, % N-N03, мг/кг Р2О5,мг/кг к2о,мг/кг
Содержание элементов питания и гумуса по профилю постепенно уменьшается – азота до 0,5 мг/кг, фосфора до 3,4, калия до 155 мг/кг, а гумуса до 0,65 %.
Таким образом, почва опытного участка является наиболее распространенной в крае, ее агрофизические и физико-химические свойства являются благоприятными для возделывания озимой пшеницы.
Характерной особенностью зоны неустойчивого увлажнения Центрального Предкавказья является неустойчивое увлажнение по годам (от чего зона и получила своё название) и неравномерность выпадения осадков в течение года. Средняя многолетняя сумма осадков составляет 550-560 мм, за вегетационный период выпадает 400-450 мм. Гидротермический коэффициент 1,1-1,3. Сумма эффективных температур 3000-3200 0С. Продолжительность безморозного периода 180-185 дней (Каплан Г.Л., 2002).
По данным Агроклиматических ресурсов Ставропольского края (1971) средняя многолетняя температура самого теплого месяца – июля +23,9 0С, средняя месячная температура холодного месяца – января составляет -3,7 0С. Макси 34 мальная температура в зимнее время опускается до -32 0С. Продолжительность зимы колеблется от 95 до 110 дней. Почва промерзает на 25-30 см. Снежный покров неустойчив, его средняя высота составляет 15-20 см (Рябов Е.И., 1985).
В зимний период преобладают восточные ветры. Весенние заморозки заканчиваются в апреле, иногда отмечаются и в мае. Среднесуточная температура воздуха поднимается выше +10 0С после 15-20 апреля. Перепад суточных температур через отметку +5 0С происходит, как правило, весной в начале апреля и осенью во второй декаде ноября. Лето довольно жаркое, максимальная температура может достигать +40 0С. Высокие температуры обуславливают большую испаряемость, которая превышает количество выпадающих осадков (Бадахова Г.Х., 2007).
Относительная влажность воздуха характеризует степень насыщенности воздуха водяными парами, которые оказывают большое влияние на развитие растений. В июле-августе относительная влажность воздуха опускается до 59-62 %, что оказывает неблагоприятное действие на развитие растений (Веревкина С.И., 2008).
К положительным сторонам климата относятся длительный вегетационный период и высокая сумма положительных температур; к отрицательным – ливневый характер осадков и их неравномерное распределение по временам года, частые оттепели и, как следствие этого крайне неустойчивый снежный покров, суховеи (Бадахова Г.Х., 2002).
Таким образом, из приведенной климатической характеристики можно заключить, что условия зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края отличаются неравномерным выпадением осадков в течение года и довольно высоким температурным режимом в весенне-летний период. При этом основное количество осадков выпадает во время вегетации растений. В целом климат зоны благоприятен для возделывания озимой пшеницы.
Использование климатических ресурсов растениями
Меньше всего дождевых червей в слое почвы 0-20 см было в первый год проведения исследований (2013 год), когда по традиционной технологии их было 11, по нулевой – 16 шт./м2, молодых червей было в 2 раза больше, чем взрослых. В 2014 году (второй год исследований) по традиционной технологии наблюдалось увеличение количества дождевых червей на 5 шт./м2 или 45,5 % и их количество составило 16 шт./м2, а по технологии без обработки почвы их численность увеличилась до 30 шт./м2, что почти в 1,9 раза больше, чем по традиционной технологии. В 2015 году наблюдалось некоторое снижение их численности по обеим технологиям возделывания, но по нулевой технологии их было на 3 особи или на 20,0 % больше.
По массе дождевых червей наблюдались такие же закономерности, где в среднем за годы исследований она в 2 раза больше по технологии без обработки почвы – 6,1 против 3,1 г/м2 по традиционной технологии (таблица 12). Таблица 12. – Влияние технологии возделывания озимой пшеницы на массу дождевых червей в почве, г/м Дождевые черви Слойпочвы,см Традиционная Без обработки почвы Следует отметить, что, несмотря на большее количество молодых особей во все годы исследований, но их живая масса меньше взрослых особей – 1,1 по традиционной технологии и 2,7 г/м2 по нулевой, в то время, как масса взрослых особей составила 2,0 и 3,3 г/м2, что соответственно на 0,9 и 0,5 г/м2 больше.
Такие же закономерности наблюдались и по годам исследований с той лишь разницей, что меньшая их масса наблюдалась в 2013 году (первый год исследований), где общая масса взрослых и молодых особей составляла 2,1 и 4,5 г/м2, а большая в 2014 году – 4,0 и 8,5 г/м2 в пользу технологии без обработки почвы. На третий год исследований (2015) также наблюдается небольшое снижение массы дождевых червей по обеим технологиям в сравнении с 2013 годом.
Самое маленькое количество и живая масса дождевых червей в почве в 2013 году объясняется первым годом проведения исследований, когда до закладки опыта почва опытного участка обрабатывалась отвально и для дождевых червей не было корма в виде растительных остатков. Некоторое же снижение их численности и массы в 2015 году мы связываем с атмосферной и почвенной засухами, когда во второй и третей декадах апреля выпало всего 9 мм осадков при средне многолетних значениях 32 мм, или в 3,5 раза меньше климатической нормы. Большее же количество и масса дождевых червей при возделывании озимой пшеницы без обработки почвы обусловлено наличием растительных остатков на поверхности поля, которые являются пищей для червей и, кроме того, они защищают почву от прямых солнечных лучей, снижают её температуру и сохраняют влагу у поверхности, что благоприятствует появлению и развитию дождевых червей в почве.
Также исследованиями А.А. Головача (1998) установлено, что дождевые черви очень хорошо рыхлят почву, чем способствуют снижению её плотности до оптимальных значений, а благодаря проделанными ими вертикальными норками или ходами в 5-10 раз увеличивается площадь соприкосновения почвы с воздухом, способствует проникновению кислорода и воды в глубокие почвенные слои.
По наблюдениям Б.Д. Кирюшина с коллегами (1999) дождевые черви оказывают положительное влияние не только на агрофизические свойства почвы, но и на её плодородие, способствуют образованию гумуса, перерабатывая растительные остатки и другие органические вещества. По мнению В.В. Воронцова (2012) наличие дождевых червей в почве говорит о её экологической безопасности и отсутствии в ней тяжёлых металлов и пестицидов, а при неблагоприятных условиях почвенной среды, по его же наблюдениям, происходит реакция избегания и миграции дождевых червей из зоны загрязнения в чистую почву (в более глубокие слои). Автор такое поведение дождевых червей назвал реакцией «пограничного таксиса».
В наших исследованиях по обеим технологиям возделывания во время вегетации озимой пшеницы проводилась защита посевов от сорняков, вредителей и болезней химическим методом, а по технологии без обработки почвы, кроме того, перед посевом предшествующей культуры (сои) делянки опрыскивали гербицидом сплошного действия из группы глифосатов.
Экономическая эффективность возделывания озимой пшеницы в зависимости от технологии и минеральных удобрений
Период весеннее кущение – выход в трубку при возделывании озимой пшеницы без внесения удобрений по традиционной технологии длился 22 дня, а на удобренных фонах на 1 день дольше. По технологии без обработки почвы при внесении удобрений, наоборот, этот период длился на 1 день короче, чем без удобрений.
Межфазный период от колошения до полной спелости при возделывании озимой пшеницы без удобрений по традиционной технологии составил 36 дней, а по нулевой – 34, что на 2 дня меньше, при внесении рекомендованной и расчетной доз удобрений этот период увеличивался по обеим технологиям до 38 дней.
В целом продолжительность вегетационного периода растений озимой пшеницы при возделывании по традиционной технологи без внесения удобрений составила 237 дней, а по нулевой технологии – на 6 дней дольше (243 дня). При внесении рекомендованной и расчетной доз удобрений период вегетации растений по традиционной технологии длился 241 день, в то время как по технологии без обработки – 251 день, что на 10 дней больше. Такая разница в пользу нулевой технологии обусловлена большей длиной межфазного периода на начальном этапе вегетации, благодаря раньше появившимся всходам из-за более благоприятных условий по водному режиму и плотности сложения пахотного горизонта. Такая закономерность наблюдалась во все годы исследований.
Самый продолжительный период осенней вегетации был в 2013 году, когда по традиционной технологии растения вегетировали до наступления холодов 18 дней, а по технологии без обработки – 25 дней или на 7 дней больше. В 2012 и 2014 гг. длина периода от всходов до ухода в зиму была практически одинаковая и по традиционной технологии составила 9 и 8 дней, а по нулевой – 16 и 15 дней, соответственно. Более короткий период осенней вегетации в 2012 году связан с поздним появлением всходов из-за осенней засухи, а 2014 году с ранним наступлением холодов (приложение 13).
Самая продолжительная зима была в 2014-2015 гг. и длилась она по обеим технологиям – 162 дня, а самой короткой и суровой она была в 2013-2014 гг. – 117 дней, немного больше зимний период длился в 2012-2013 гг. – 120 дней.
Межфазный период от возобновления вегетации до весеннего кущения самый продолжительный был в 2013 году, когда среднесуточная температура воздуха в марте месяце повышалась очень медленно, и по традиционной технологии он длился 18 дней, по нулевой технологии на 1 день дольше. Самый короткий период начала весенней вегетации, несмотря на позднюю весну, был в 2015 году, благодаря активному росту среднесуточных температур выше 5 0С в конце первой и во второй декадах апреля, весеннее кущение наступило через 8 дней по традиционной и 9 дней по нулевой технологии.
Дальнейшее прохождение межфазных периодов вегетации озимой пшеницы по годам имело не существенную разницу в 1-4 дня по обеим технологиям возделывания, что связано с повышением среднесуточных температур воздуха. При внесении удобрений особых различий по продолжительности межфазных периодов в сравнении с не удобренным фоном по обеим технологиям не наблюдалось.
Продолжительность вегетационного периода от появления всходов до пол 75 ной спелости в 2012-2013 и 2013-2014 гг. в среднем по всем дозам удобрений был практически одинаковым и по традиционной технологии он составил 231 и 233 дня, а по технологии без обработки – 240 и 242 дня, что на 9 и 11 дней дольше. В 2014-2015 гг. период вегетации растений озимой пшеницы составил 255 дней при возделывании по традиционной технологии, по нулевой технологии на 8 дней больше – 263 дня. При внесении минеральных удобрений растения вегетировали дольше: по традиционной технологии на 4-5 дней, по технологии без обработки почвы – на 6-9 дней.
Таким образом, при возделывании озимой пшеницы по технологии без обработки почвы наблюдается увеличение периода осенней вегетации, что позволяет растениям накопить больше пластических веществ и уйти в зиму более мощными и развитыми, чем по традиционной технологии, что в дальнейшем скажется на сохранности растений в зимнее время. При возобновлении вегетации и до полной спелости технологии возделывания и дозы вносимых удобрений не оказали существенного влияния на продолжительность межфазных периодов, они были одинаковы или отличалась не более 4 дней.
Однако, даже небольшая разница по продолжительности периода появления всходов и осенней вегетации растений между технологиями сказалась на использовании климатических ресурсов. В среднем за годы исследований от момента посева и до появления всходов сумма эффективных среднесуточных температур по традиционной технологии в среднем по трем дозам удобрений составила 228, а по нулевой технологии – 166 0С, что на 62 0С меньше (таблица 19).
Несмотря на то, что сумма эффективных температур по нулевой технологии меньше, но всходы появились раньше. Это говорит о том, что на данном этапе роста и развития растений озимой пшеницы определяющим фактором является большее содержание продуктивной влаги в пахотном горизонте.
За осеннюю вегетацию растения озимой пшеницы при возделывании по обработанной почве использовали 69 0С эффективных температур, в то время как по не обработанной – 131 0С, или почти в 2 раза больше, что оказало существенное влияние на рост и развитие растений на первоначальном этапе вегетации перед уходом в зиму.
По остальным межфазным периодам накопление положительных температур по обеим технологиям имело небольшую разницу от 14 до 52 0С. Сумма эффективных среднесуточных температур от посева до полной спелости при возделывании по традиционной технологии составила 1729 0С и немного большая сумма температур наблюдалась при нулевой технологии – 1760 0С. Вносимые удобрения увеличивали сумму положительных температур на 92 0С по традиционной и 155 0С по нулевой технологии, из-за немного большего периода вегетации.
В годы исследований накопление тепловых ресурсов по обеим технологиям было разным. В 2013 году сумма положительных температур от появления всходов до ухода в зиму составила 123 0С по традиционной технологии и 186 0С по нулевой. В 2104 году растения в этот период использовали, соответственно, 26 и 85 0С, что в 4,7 и 2,2 раза меньше, из-за раннего наступления зимы (приложение 14).